°U-Model: Προσομοίωση υετού για το τριήμερο της Καθαράς Δευτέρας

Εισαγωγή

Το αποτέλεσμα της καιρικής κατάστασης μιας περιοχής είναι σχεδόν πάντα συνάρτηση δύο κατηγοριών ατμοσφαιρικών κινήσεων. Η πρώτη αφορά κινήσεις μεγάλης κλίμακας (συνοπτική ή παγκόσμια κυκλοφορία, αντικυκλώνες, καιρικά συστήματα κ.α.) και η δεύτερη αφορά μικρής κλίμακας κινήσεις (τοπική κυκλοφορία) σε συνδυασμό με την τοπογραφία [1]. Η χωρική και χρονική κλίμακα εκδήλωσης των φαινομένων είναι διαφορετική σε κάθε κατηγορία και ως εκ τούτου, απαιτείται και διαφορετική προσέγγιση στην μοντελοποίησή τους. Σε αυτό το άρθρο, με αφορμή τους τύπους καιρού που επικράτησαν κατά το τριήμερο της Καθαράς Δευτέρας, παρουσιάζεται ένα παράδειγμα ταυτόχρονης προσομοίωσης φαινομένων τοπικής και μέσης κλίμακας από το °U-Model.

Γενικά χαρακτηριστικά °U-Model

Το προγνωστικό σύστημα του °Umeteo (°U-Model), [2], εκτελεί την προσομοίωση σε δύο περιοχές (domains): Η πρώτη αφορά τη νότια Ευρώπη, τη Μεσόγειο και τη βόρεια Αφρική σε οριζόντια ανάλυση 25km με αρχικές και οριακές συνθήκες από το Αμερικανικό μοντέλο GFS σε ανάλυση 1° (περίπου 80km), ενώ η δεύτερη, είναι εμφωλευμένη στην πρώτη (nesting) και αφορά τη χώρα μας σε οριζόντια ανάλυση 5km. Ειδικότερα όσον αφορά τη δεύτερη περιοχή (Eλληνικό domain), η συγκεκριμένη ανάλυση ανήκει στο μεταίχμιο των φαινομένων τοπικής και μέσης κλίμακας (γκρίζα ζώνη) , [3] , και ως εκ τούτου θεωρείται αρκετά δύσκολη προγνωστικά, εάν μάλιστα συνυπολογίσουμε και το πολύπλοκο ανάγλυφο της χώρας μας.

Η προσομοίωση του τριημέρου της Καθαράς Δευτέρας

Στην παρακάτω κινούμενη εικόνα παρουσιάζεται η προσομοίωση του υετού (σε χιλιοστά, δηλαδή λίτρα / τετραγωνικό μέτρο), ανά 1 ώρα, από το μεσημέρι (14:00) της Παρασκευής 28/2/2025, μέχρι το μεσημέρι της Καθαράς Δευτέρας 3/3/2025.

Από την εικόνα του σχήματος 1 διαπιστώνονται τα εξής:

1. Κατά τις μεσημεριανές ώρες της Παρασκευής 28/2, του Σαββάτου 1/3 και της Κυριακής 2/3, υπάρχει τάση εκδήλωσης υετού πάνω από ορεινά τμήματα της χώρας. Ο υετός προέρχεται από νεφώσεις κατακόρυφης ανάπτυξης και οφείλεται στις συνθήκες θερμικής αστάθειας που προκύπτουν λόγω της αυξημένης ηλιακής ακτινοβολίας. Αυτές οι συνθήκες εμφανίζονται κατά κανόνα τη θερμή περίοδο του έτους, σε συνδυασμό με την τοπική κυκλοφορία των ανέμων, τις ροές υγρασίας κ.α. Η ανάπτυξη του συγκεκριμένου τύπου νεφών επιβεβαιώνεται τελικά από την παρακάτω εικόνα του δορυφόρου πολικής τροχιάς “Suomi NPP”, εξοπλισμένου με τον αισθητήρα VIIRS [4], τις μεσημεριανές ώρες της 1η Μαρτίου 2025:

Οι κλιματολογικές καταγραφές των αυτόματων μετεωρολογικών σταθμών γίνονται σε ημερήσια βάση. Καθώς τόσο στις 28 Φεβρουαρίου, όσο και στις 2 Μαρτίου, οι συνθήκες διαμορφώθηκαν και από άλλους (συνοπτικούς) παράγοντες (ύπαρξη διαταραχών / μετώπων), η μόνη ημέρα κατά την οποία είναι εφικτό να διαπιστώσουμε την εκδήλωση τέτοιων φαινομένων είναι η 1η του Μαρτίου. Μέσω της αναζήτησης των καταγραφών διαφόρων μετεωρολογικών σταθμών αλλά και της οπτικής παρατήρησης, προκύπτει ότι την συγκεκριμένη ημέρα αν και σημειώθηκαν φαινόμενα, υπήρξαν τελικά πολύ περιορισμένα (κάτω του 1 χιλιοστού).

2. Από τις απογευματινές / βραδινές ώρες της Κυριακής μέχρι και το μεσημέρι της Κ. Δευτέρας, παρατηρείται αύξηση του υετού διαδοχικά πάνω από τη Μακεδονία / Θράκη και στη συνέχεια σε βόρειο / βορειοδυτικό Αιγαίο, στη Θεσσαλία, στην ανατολική Στερεά και στην ανατολική Πελοπόννησο. Τα φαινόμενα αυτά είναι συνοπτικής κλίμακας και οφείλονται στη διέλευση ψυχρού μετώπου στην περιοχή μας. Το παρακάτω τμήμα του χάρτη πιέσεων και μετώπων της ΜΥ του Ηνωμένου Βασιλείου (Met Office), απεικονίζει την παρουσία κατερχόμενου ψυχρού μετώπου στη χώρα μας [5]:

Σύνοψη

Οι συνθήκες που επικράτησαν κατά το τριήμερο της Κ. Δευτέρας είχαν ιδιαίτερο προγνωστικό ενδιαφέρον διότι εκτός από τα συνοπτικά αίτια (γενικής κυκλοφορίας της ατμόσφαιρας) τους, παρατηρήσαμε για πρώτη φορά φέτος την ανάπτυξη νεφώσεων πάνω από ορεινές περιοχές κατά τη διάρκεια της ημέρας. Οι συγκεκριμένοι νεφικοί σχηματισμοί δείχνουν ότι τα ανοδικά ρεύματα του αέρα (κάθετες κινήσεις της ατμόσφαιρας) έπαιξαν εξίσου σημαντικό ρόλο, που σημαίνει ότι κατά τη διάρκεια της ημέρας διαμορφώθηκαν συνθήκες θερμικής αστάθειας. Τα φαινόμενα που προκαλούνται είναι τοπικού χαρακτήρα και ανήκουν στην υποσυνοπτική / τοπική ατμοσφαιρική κυκλοφορία.

Γνωρίζουμε ότι η αριθμητική πρόγνωση τοπικών φαινομένων και η αντίστοιχη φαινομένων μεγάλης κλίμακας απαιτούν διαφορετικές προσεγγίσεις και ως εκ τούτου, το συγκεκριμένο χρονικό διάστημα μπορεί να θεωρηθεί πως ήταν τελικά αρκετά απαιτητικό. Το προγνωστικό μοντέλο του °U-Meteo (ºU-Model), προσομοιώνει τις ατμοσφαιρικές συνθήκες πάνω από τη χώρα μας σε ένα πλέγμα οριζόντας ανάλυσης 5km. Η συγκεκριμένη ανάλυση θεωρείται πως ανήκει στο μεταίχμιο μεταξύ τοπικών και μεγάλης κλίμακας φαινομένων και συχνά χαρακτηρίζεται ως “γκρίζα ζώνη”, όσον αφορά την επιλογή σχημάτων φυσικής και τη γενικότερη παραμετροποίησή του. Μέσω της ποιοτικής και οπτικής αξιολόγησης των αποτελεσμάτων του μοντέλου για το τριήμερο, φάνηκε ότι η πρόγνωση των συνθηκών ιδίως όσον αφορά τη νεφοποίηση και τον υετό υπήρξε αρκετά ρεαλιστική, χωρίς μεγάλες αστοχίες.

Καθώς οδεύουμε προς την Άνοιξη η περιοχή μας θα συνεχίσει ενδεχομένως να επηρεάζεται από διαταραχές μέσης / μεγάλης κλίμακας όπως καιρικά συστήματα, ψυχρά ή θερμά μέτωπα κ.α., ενώ ταυτόχρονα τα ποσά ηλιακής ενέργειας θα είναι διαρκώς μεγαλύτερα. Ο συνδυασμός των παραπάνω αιτίων θα είναι εντονότερος, δίνοντάς μας την ευκαιρία να παρατηρήσουμε ακόμη καλύτερα την συμπεριφορά του προγνωστικού συστήματος.

Πηγές / Παραπομπές

[1]: Στο παρακάτω σχήμα, παρουσιάζονται οι κατηγορίες ατμοσφαιρικών φαινομένων συναρτήσει του μεγέθους και της έκτασης επιρροής τους (κάθετος άξονας) και της χρονικής διάρκειας εμφάνισής τους (οριζόντιος άξονας).

Πηγή: https://www.weather.gov/media/zhu/ZHU_Training_Page/winds/atmospheric_circulations/Atmospheric_Circulations.pdf

[2]: Περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την εγκατάσταση και κάποια χαρακτηριστικά παραμετροποίησης του °U-Model, σε αυτόν τον σύνδεσμο: https://umeteo.com/meteowiki/5751

[3]: Στο ακόλουθο σχήμα εξηγείται περισσότερο η χρήση διαφόρων σχημάτων φυσικής σε συνάρτηση με την οριζόντια ανάλυση του μοντέλου ενώ ταυτόχρονα σημειώνονται και οι γενικές κατηγορίες προσομοίωσης (τοπική, περιοχική, παγκόσμια). Οι οριζόντιες αναλύσεις μεταξύ 2-10 χιλιομέτρων θεωρείται ότι ανήκουν στην “γκρίζα ζώνη” όσον αφορά την προγνωστική προσέγγιση και την επιλογή σχημάτων μικροφυσικής:

Πηγή: https://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/workshops/WS2014/ppts/best_prac_wrf.pdf

[4]: Ημερήσιες εικόνες προερχόμενες από δορυφόρους πολικής τροχιάς μπορούν να αναζητηθούν στην εφαρμογή “WorldView” της NASA: https://worldview.earthdata.nasa.gov/

Η εικόνα του άρθρου προέρχεται από το δορυφόρο Suomi NPP, εξοπλισμένο με τον αισθητήρα VIIRS.

Περισσότερες πληροφορίες για το δορυφόρο Suomi NPP: https://science.nasa.gov/mission/suomi-npp/

Περισσότερες πληροφορίες για τον αισθητήρα VIIRS: https://ncc.nesdis.noaa.gov/VIIRS/

[5]: Ημερήσιο αρχείο συνοπτικών χαρτών που εκδίδονται από τη ΜΥ του Ηνωμένου Βασιλείου εδώ: https://www.wetterzentrale.de/en/reanalysis.php?map=1&model=bra&var=45